CN103863313A - 动力系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开动力系统控制方法，其包括接合离合器的步骤，在离合器的第一部分与第二部分之间存在离合器转速差的情况下，对第一动力源进行转速调整以减小离合器转速差，当判断完成第一动力源的转速调整后接合离合器。其中，对第一动力源进行转速调整包括按照第一变化率调整发动机的扭矩，第一变化率的绝对值与第一电机的转速成正相关。该方法使第一动力源能在最短化的时间内完成转速调整，实现离合器的平顺接合，提供良好的操作体验感受，并能将离合器视为简单的动力开关，避免滑磨控制带来的磨损。

Description

动力系统控制方法
技术领域
本发明涉及动力系统，尤其涉及动力系统控制方法。
背景技术
随着能源危机的不断加剧以及人类对环境要求的不断提高，节能减排便成为汽车研发人员造车的硬性指标，各种新能源车进入人们的视野。在众多技术中，混合动力被认为是当前技术最可行的新能技术，即能达到节能减排的目的，又能短期内解决纯电动电池容量、续行里程不足的问题。
在混合动力控制中，模式切换涉及各动力源的接入和退出，特别是对于具有两个以上动力源的多动力源混合动力车辆，如何实现模式切换过程中动力接入与退出的车辆平顺以及模式切换过程的及时响应一直是混合动力系统控制的重要课题。其中对于带有离合器的混动车辆设计，如何减小离合器磨损与冲击，平稳接入动力也是混合动力系统控制的一个重要议题。
因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是平顺地进行动力切换，提供良好的操作体验。
为解决上述技术问题，本发明提供动力系统控制方法，动力系统包括传动装置、第一动力源及第一离合器；所述第一动力源包括相互动力连接的发动机及第一电机，所述第一离合器包括能在分离与接合状态之间动作的第一部分及第二部分；所述第一离合器的第一部分动力连接所述第一动力源，所述第一离合器的第二部分动力连接所述传动装置；所述控制方法包括：
接合所述第一离合器的步骤，其包括在所述第一离合器的第一部分与第二部分之间存在第一离合器转速差的情况下，对所述第一动力源进行转速调整以减小第一离合器转速差，当判断完成所述第一动力源的转速调整后接合所述第一离合器；
其中，所述对所述第一动力源进行转速调整包括按照第一变化率调整所述发动机的扭矩，所述第一变化率的绝对值与第一电机的转速成正相关。
在前述的控制方法中，可选地，所述第一变化率的绝对值还与所述第一离合器转速差成正相关。
在前述的控制方法中，可选地，当所述第一离合器转速差绝对值保持小于预定的速差阈值达第一时间阈值时，判断完成所述第一动力源输出的转速的调整。
在前述的控制方法中，可选地，所述速差阈值在50至100转/秒的范围内，所述第一时间阈值在0.05秒至0.5秒的范围内。
在前述的控制方法中，可选地，所述动力系统还包括第二动力源，所述第二动力源动力连接所述传动装置，所述第二动力源为第二电机，在完成接合所述第一离合器后，将所述第二动力源承担的扭矩的至少一部分转移到所述第一动力源。
在前述的控制方法中，可选地，所述动力系统还包括第二离合器，所述第二离合器包括能在分离与接合状态之间动作的第一部分及第二部分；所述第二离合器的第一部分动力连接所述第二动力源，所述第二离合器的第二部分动力连接所述传动装置，所述第二离合器为常闭离合器，所述第一离合器为常开离合器。
可选地，前述的控制方法还包括：
分离所述第一离合器的步骤，其包括：减小所述第一动力源输出的扭矩的绝对值，在所述第一动力源输出的扭矩的绝对值小于预定的扭矩阈值的情况下分离所述第一离合器。
在前述的控制方法中，可选地，当所述第一动力源输出的扭矩的绝对值保持小于所述扭矩阈值达第二时间阈值时分离所述第一离合器。
在前述的控制方法中，可选地，当所述发动机输出的扭矩的绝对值保持小于第一扭矩阈值达第三时间阈值并且所述第一电机的扭矩的绝对值保持小于第二扭矩阈值达第四时间阈值时，分离所述第一离合器。
在前述的控制方法中，可选地，第一扭矩阈值不小于所述第二扭矩阈值。
在前述的控制方法中，可选地，所述扭矩阈值在1至10牛·米的范围内，所述第二时间阈值在0.1至0.5秒的范围内。
在前述的控制方法中，可选地，所述第一扭矩阈值在5至10牛·米的范围内，所述第二扭矩阈值在1至5牛·米的范围内。
根据本发明，优先运用第一电机的最大扭矩调整能力进行调整，而对发动机按照绝对值与第一电机的转速成正相关的第一变化率调整扭矩，则既能以较快的速度完成对第一动力源进行转速调整，又能较平顺地接合第一离合器。因此，本发明的动力系统控制方法可以通过简单可行的控制方式使第一动力源能在最短化的时间内完成转速调整，实现第一离合器的平顺接合，提供良好的操作体验感受，并有效地将第一离合器视为简单的动力开关，避免滑磨控制带来的磨损。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，本发明仅仅为解释的目的设计所述附图，附图不应作为本发明的范围的限定，因为本发明的范围应当参照本申请的权利要求限定。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。
附图说明
结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本发明，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：
图1显示根据本发明一种具体实施方式的动力系统的结构示意图。
具体实施方式
为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
图1显示根据本发明一种具体实施方式的动力系统的结构示意图。如图1所示，根据本发明一种具体实施方式的动力系统包括传动装置3、第一动力源1及第一离合器41。其中，传动装置3可以为变速箱，例如二挡变速箱，或更多挡的变速箱，甚至自动变速箱等。第一动力源1包括相互动力连接的发动机11及第一电机12。发动机11可以与第一电机12共转轴地连接，在第一离合器41未接合时，第一电机12可以带动发动机11用于起动发动机11。在需要时，可将第一离合器41接合，将第一电机12与发动机11的动力共同提供到传动装置3，并进一步将动力输出到传动装置3的输出端，由输出端驱动例如车轮5。第一离合器41包括能在分离与接合状态之间动作的第一部分及第二部分（未标号）。第一离合器41的第一部分动力连接第一动力源1，例如，第一离合器41的第一部分动力连接第一动力源1中的发动机11与第一电机12的共同的轴，第一离合器41的第二部分动力连接传动装置3，例如，第一离合器41的第二部分动力连接传动装置3的主轴。
本发明提供对上述的动力系统进行动力控制的方法，该动力系统控制方法包括接合第一离合器41的步骤，接合第一离合器41的步骤包括在第一离合器41的第一部分与第二部分之间存在第一离合器转速差的情况下，对第一动力源1进行转速调整以减小第一离合器转速差，当判断完成第一动力源1的转速调整后接合第一离合器41；其中，对第一动力源1进行转速调整包括按照第一变化率调整发动机11的扭矩，第一变化率的绝对值与第一电机12的转速成正相关。也就是说，如果第一电机12的转速高，则第一变化率的绝对值大；如果第一电机12的转速低，则第一变化率的绝对值小。
本领域的普通技术人员知道，如果对第一动力源1进行转速调整的时间太长，则将长时间不能接合第一离合器41，因而恶化操作者的操作体验感受。本领域的普通技术人员可能想到，为了尽快完成转速调整，在对第一动力源1进行转速调整时，可以将发动机11及第一电机12按照它们各自的最大扭矩调整能力进行调整。但是，如果发动机11的扭矩变化率大，则发动机11的运转平稳性低，容易造成第一离合器转速差不稳定，影响第一离合器41的平顺接合。本申请的发明人意外发现，如果优先运用第一电机12的最大扭矩调整能力进行调整，而对发动机按照绝对值与第一电机12的转速成正相关的第一变化率调整扭矩，则既能以较快的速度完成对第一动力源1进行转速调整，又能较平顺地接合第一离合器41。因此，本发明的动力系统控制方法可以通过简单可行的控制方式使第一动力源1能在最短化的时间内完成转速调整，实现第一离合器41的平顺接合，提供良好的操作体验感受，并有效地将第一离合器41视为简单的动力开关，避免滑磨控制带来的磨损。
在本发明的动力系统控制方法中，可选地，第一变化率的绝对值还与第一离合器转速差成正相关。也就是说，如果第一离合器转速差越大，则第一变化率的绝对值越大；如果第一离合器转速差越小，则第一变化率的绝对值越小。
在一种可选的动力系统控制方法中，当第一离合器转速差绝对值保持小于预定的速差阈值达第一时间阈值时，判断完成第一动力源1输出的转速的调整。例如，速差阈值在50至100转/秒的范围内，第一时间阈值在0.05秒至0.5秒的范围内。
可选地，根据本发明一种具体实施方式的动力系统控制方法还包括分离第一离合器41的步骤，分离第一离合器41的步骤包括减小第一动力源1输出的扭矩的绝对值，在第一动力源1输出的扭矩的绝对值小于预定的扭矩阈值的情况下分离第一离合器41。
在一种可选的具体实施方式中，在动力系统控制方法中，当第一动力源1输出的扭矩的绝对值保持小于扭矩阈值达第二时间阈值时，分离第一离合器41。例如，扭矩阈值在1至10牛·米的范围内，第二时间阈值在0.1至0.5秒的范围内。在另一种可选的具体实施方式中，可以具体地分别判断发动机11及第一电机12输出的扭矩的绝对值。例如，当发动机11输出的扭矩的绝对值保持小于第一扭矩阈值达第三时间阈值并且第一电机12的扭矩的绝对值保持小于第二扭矩阈值达第四时间阈值时，分离第一离合器41。可选地，第一扭矩阈值不小于第二扭矩阈值。在一种可选的具体实施方式中，例如，第一扭矩阈值在5至10牛·米的范围内，第二扭矩阈值在1至5牛·米的范围内。
如图1所示，本发明一种具体实施方式的动力系统还包括第二动力源2，第二动力源2动力连接传动装置3。例如，第二动力源2动力连接传动装置3的主轴。在一种可选的具体实施方式中，第二动力源2为第二电机。在本发明一种具体实施方式的动力系统控制方法中，可选地，在完成接合第一离合器41后，将第二动力源2承担的扭矩的至少一部分转移到第一动力源1，从而实现进并联时动力的无缝衔接，保证动力的平顺切换。可选地，如图1所示，本发明一种具体实施方式的动力系统还包括第二离合器42，第二离合器42包括能在分离与接合状态之间动作的第一部分及第二部分；第二离合器42的第一部分动力连接第二动力源2，即，第二离合器42的第一部分动力连接第二电机，第二离合器42的第二部分动力连接传动装置3，具体地，第二离合器42的第二部分动力连接传动装置3的主轴。
根据本发明的动力系统的控制方法可以用于混合动力车辆的控制，例如本发明的动力系统包括第一动力模式及第二动力模式。其中，在第一动力模式下，接合第二离合器42且分离第一离合器41；在第二动力模式下，接合第二离合器42且接合第一离合器41。如图1所示的本发明的动力系统可以包括三种工况：纯电动工况、串联工况和并联工况。纯电动工况及串联工况在第一动力模式下工作。并联工况在第二动力模式下工作。在纯电动工况时，第二离合器42接合、第一离合器41分离，发动机11停机并且第一电机12输出零扭矩，由第二动力源2（第二电机）提供驱动动力。在串联工况时，第二离合器42接合、第一离合器41分离，此时发动机11启动由发动机11驱动第一电机12发电，由第二动力源2提供驱动动力。在并联工况时，第二离合器42及第一离合器41都接合，发动机11、第一电机12及第二动力源2均直接提供驱动动力。有利的是，在根据本发明的一种具体实施方式中，第二离合器42为常闭型离合器，第一离合器41为常开型离合器。因此，在如前所述的三种工况中，第二离合器42均不需要动作，第二动力源2均可提供驱动力，控制简便。
在动力系统的第一和第二动力模式的相互切换中，例如，如果从纯电动工况或串联工况进入并联工况，则需要从第一动力模式切换到第二动力模式执行进并联时，采用本发明的动力系统控制方法，本发明的动力系统通过精确控制进并联时发动机11的转速，消除发动机11与传动装置3的输入轴速差，快速接合第一离合器41，降低第一离合器41的磨损，并且，在接合完成后，逐渐将第二动力源2扭矩转移至发动机11和第一电机12，来实现进并联时动力的无缝衔接，保证平顺进并联。或者，如果从并联工况退出到纯电动工况或串联工况，则需要从第二动力模式切换到第一动力模式执行退并联时。采用本发明的动力系统控制方法，通过将发动机11与第一电机12扭矩转移至第二动力源2，当发动机11与第一电机12输出的扭矩之和降为零时，快速分离第一离合器41，实现退并联时动力的无缝衔接，保证平顺退并联，消除退并联时分离第一离合器41带来的磨损。
以上具体实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (12)

1. 动力系统控制方法，动力系统包括传动装置、第一动力源及第一离合器；所述第一动力源包括相互动力连接的发动机及第一电机，所述第一离合器包括能在分离与接合状态之间动作的第一部分及第二部分；所述第一离合器的第一部分动力连接所述第一动力源，所述第一离合器的第二部分动力连接所述传动装置；其特征在于，所述控制方法包括：
接合所述第一离合器的步骤，其包括在所述第一离合器的第一部分与第二部分之间存在第一离合器转速差的情况下，对所述第一动力源进行转速调整以减小第一离合器转速差，当判断完成所述第一动力源的转速调整后接合所述第一离合器；
其中，所述对所述第一动力源进行转速调整包括按照第一变化率调整所述发动机的扭矩，所述第一变化率的绝对值与第一电机的转速成正相关。
2. 根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述第一变化率的绝对值还与所述第一离合器转速差成正相关。
3. 根据权利要求1所述的控制方法，其中，当所述第一离合器转速差绝对值保持小于预定的速差阈值达第一时间阈值时，判断完成所述第一动力源输出转速的调整。
4. 根据权利要求3所述的控制方法，其中，所述速差阈值在50至100转/秒的范围内，所述第一时间阈值在0.05秒至0.5秒的范围内。
5. 根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述动力系统还包括第二动力源，所述第二动力源动力连接所述传动装置，所述第二动力源为第二电机，在完成接合所述第一离合器后，将所述第二动力源承担的扭矩的至少一部分转移到所述第一动力源。
6. 根据权利要求5所述的控制方法，其中，所述动力系统还包括第二离合器，所述第二离合器包括能在分离与接合状态之间动作的第一部分及第二部分；所述第二离合器的第一部分动力连接所述第二动力源，所述第二离合器的第二部分动力连接所述传动装置，所述第二离合器为常闭离合器，所述第一离合器为常开离合器。
7. 根据权利要求1所述的控制方法，其还包括：
分离所述第一离合器的步骤，其包括：减小所述第一动力源输出的扭矩的绝对值，在所述第一动力源输出的扭矩的绝对值小于预定的扭矩阈值的情况下分离所述第一离合器。
8. 根据权利要求7所述的控制方法，其中，当所述第一动力源输出的扭矩的绝对值保持小于所述扭矩阈值达第二时间阈值时分离所述第一离合器。
9. 根据权利要求7所述的控制方法，其中，当所述发动机输出的扭矩的绝对值保持小于第一扭矩阈值达第三时间阈值并且所述第一电机的扭矩的绝对值保持小于第二扭矩阈值达第四时间阈值时，分离所述第一离合器。
10. 根据权利要求8所述的控制方法，其中，第一扭矩阈值不小于所述第二扭矩阈值。
11. 根据权利要求8所述的控制方法，其中，所述扭矩阈值在1至10牛·米的范围内，所述第二时间阈值在0.1至0.5秒的范围内。
12. 根据权利要求10所述的控制方法，其中，所述第一扭矩阈值在5至10牛·米的范围内，所述第二扭矩阈值在1至5牛·米的范围内。
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